C'è una luminosa magnetar che bomba il buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea, frustrando gli sforzi degli astronomi per studiare il buco nero - chiamato Sagittario A * - usando i telescopi a raggi X.
SagA * è il buco nero supermassiccio più vicino noto alla Terra. E mentre è molto più piccolo, più silenzioso e più scuro del buco nero recentemente ripreso al centro della galassia Messier 87, rappresenta ancora una delle migliori opportunità che gli astronomi hanno di capire come i buchi neri si comportano e interagiscono con i loro ambienti circostanti. Ma nel 2013, una magnetar - una stella ultradensa (chiamata anche stella di neutroni) avvolta in potenti campi magnetici - tra SagA * e la Terra si è illuminata, e da allora ha incasinato gli sforzi per osservare il buco nero usando i telescopi a raggi X .
"Pensiamo a questo come forse a una frantumazione della superficie della stella di neutroni o ad un evento davvero violento sulla stella di neutroni che ne fa diventare molto, molto luminoso e poi si sbiadisce lentamente nel tempo", ha detto Daryl Haggard, un fisico della McGill University a Montreal che studia SagA * e il centro galattico.
I magneti sono piccoli oggetti, parte di una classe di stelle spesso paragonabili per dimensioni all'isola di Manhattan. Prima che la piccola stella si accendesse, non dava segno che fosse lì.
Nel 2013, è cambiato. All'epoca, Haggard faceva parte di una squadra che osservava SagA * usando i dati del telescopio a raggi X per vedere come il buco nero avrebbe interagito con G2 - un grande oggetto gassoso che doveva passare molto vicino al buco nero. I buchi neri non emettono alcuna luce, ma lo fa il gas caldo in orbita appena fuori dai loro hoizon di eventi. La nuvola circostante di SagA * di solito si illumina solo debolmente, ma i ricercatori speravano che quando G2 si fosse schiantato su di essa il risultato sarebbero stati alcuni interessanti lampi di raggi X.
Quindi, il 24 aprile 2013, una serie di dati sorprendenti ha iniziato a entrare dai loro telescopi. Il primo telescopio a notare l'improvviso cambiamento fu Swift, un telescopio orbitale della NASA.
"Stavamo guardando il buco nero supermassiccio, provando a cogliere un po 'di una firma nelle lunghezze d'onda dei raggi X da questa interazione, e poi BANG, la magnetar si è spenta", ha detto a Live Science, battendo le mani per enfasi .
Si è verificato un lampo di luce a raggi X. All'inizio, gli astronomi pensavano di vedere un comportamento nuovo e senza precedenti dal buco nero, forse un bagliore massiccio, ha detto Haggard. La maggior parte degli osservatori di raggi X non ha la risoluzione di distinguere tra due oggetti, specialmente con il chiarore magnetico che brilla così intensamente.
I due oggetti sono abbastanza distanti nello spazio fisico, circa 2 trilioni di miglia (3,2 trilioni di chilometri), o un terzo di un anno luce. I telescopi vedono regolarmente altre stelle più vicine al buco nero come oggetti distinti. Ma sembra che SagA * e la magnetar (denominata SGR 1745-2900) siano inclinati in modo tale che dal punto di vista della Terra siano quasi uno sopra l'altro, a soli 2,4 secondi d'arco di distanza nel cielo. (L'intero cielo è di circa 1.296.000 secondi d'arco.)
La maggior parte degli osservatori di raggi X li vede praticamente come un singolo oggetto, ha detto Haggard.
"Inizialmente, la grande eccitazione era: 'Vacca sacra, SagA * è diventata pazza!' Sarebbe stato il bagliore più luminoso che avessimo mai visto dal buco nero supermassiccio ", ha detto, riferendosi al bagliore della luce a raggi X.
Ma il 26 aprile 2013, NuSTAR, un altro telescopio a raggi X orbitali della NASA, raccolse qualcosa di divertente nel bagliore luminoso: una sorta di ticchettio, qualità pulsante alla luce, con picchi ogni 3,76 secondi. Questo non è il tipo di comportamento che si aspetterebbero dalle nuvole di gas attorno a un buco nero, anche nel suo stato più eccitato, ha detto Haggard.
Tre giorni dopo, il 29 aprile, l'Osservatorio a raggi X di Chandra, il telescopio più nitido del suo genere nello spazio, risolse l'immagine abbastanza bene da vedere che c'erano in realtà due fonti di raggi X: la nuova luce brillante e tremolante, e il bagliore relativamente più debole del gas attorno a una SagA * quiescente.
Come riportato da un gruppo di osservatori nel The Astrophysical Journal nel maggio di quell'anno, quel pulsare era caratteristico di un punto luminoso su una stella in rapida rotazione che puntava verso e lontano dalla Terra come un faro accelerato. Gli astrofisici si resero conto che stavano vedendo una magnetar.
"A seconda del tuo punto di vista, è stata una sofferenza completa o una nuova scoperta assolutamente fantastica", ha detto Haggard.
Nel tempo, il bagliore della magnetar si è sbiadito, anche se più lentamente di quanto sia tipico. In questi giorni, ha detto Haggard, è quasi uguale nella luminosità dei raggi X al bagliore del gas caldo circostante del buco nero, consentendo a Chandra di distinguere più facilmente i due. Tuttavia, ha detto, assomigliano un po 'ai due fari di un'auto così lontani che hanno iniziato a fondersi in uno. Anche per Chandra non è facile dire quali fotoni a raggi X provengano dal gas caldo attorno al buco nero e quali dalla magnetar.
Per gli osservatori del centro galattico, ha detto Haggard, questo tipo di problema è tipico. C'è una nuvola così densa e luminosa di materiale caldo nella zona, ha detto, che ogni osservazione richiede un'attenta analisi dei buoni dati dalla spazzatura. La magnetar è diventata solo un'altra frustrazione per gli osservatori SagA *.
